織物柔軟劑是如何工作到的,隱含什麼科學原理?科技領航人2020-03-01 20:39:34

就像沒有甜品就不能使膳食變得完整一樣,沒有包含織物柔軟劑的最終漂洗週期就不能認為洗滌程式已經完成。透過洗衣機中的內建分配器,或者透過可愛的棉絨分配器球,織物柔軟劑對於使我們的衣服像雲一樣柔軟至關重要。

此外,由於織物柔軟劑錦上添花,織物柔軟劑幫助我們的衣服氣味新鮮和芳香;幸運的是,清單並沒有到此為止;使用織物柔軟劑也有助於避免靜電粘著、防止皺紋、使熨燙更容易、幫助織物保持顏色等。問題是,通常少量使用的糊狀液體是如何達到如此之多的效果的?提示:都是關於化學的!

織物柔軟劑是如何工作到的,隱含什麼科學原理?

圖注:織物柔軟劑是大多數人洗滌程式中不可或缺的一部分。

為什麼使用織物柔軟劑?

使用織物柔軟劑的目的略有不同,這取決於用於烘乾(有時洗滌)髒衣服的方法。雖然在西方國家,人工洗衣服並不普遍,但機械洗衣機的使用卻給纖維帶來了很大的壓力,特別是外表面的織物纖維。洗完衣服後,可以選擇在陽光下晾乾,也可以根據可用性使用機械烘乾機。

眾所周知,與機幹/滾筒式烘乾相比,風乾機洗的衣物會使織物的手感更粗糙。 不相信我嗎? 自己瞭解一下:為什麼衣服從烘乾機中出來時會感覺柔軟,但風乾後卻又鬆脆?

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圖注:如果可以選擇的話,請務必將衣服晾乾。

在空氣乾燥的情況下,織物柔軟劑主要用於保持原材料的柔軟度。對於已經變得柔軟的機乾衣物,使用織物柔軟劑可以避免靜電粘著,讓衣物散發出怡人的香味。

靜電粘著,顧名思義,是由於靜電在織物(和其他物品)中產生的粘著。在烘乾機或洗衣機中,每一塊織物都與其他幾種織物接觸。在接觸過程中,這些材料相互摩擦和交換電子,使每一種物質要麼富含電子,要麼缺乏電子。物理分離這些材料會產生電荷,這種現象稱為摩擦電荷或摩擦電效應。

靜電粘著的發展使衣服粘在穿著者的面板上,同時也起到了吸附汙垢和灰塵的作用。

織物柔軟劑的組成與功能

20世紀初期的軟化劑溶液(旨在減少使用原始棉染工藝留下的粗糙質地)以明確的比例(7:3:1)折衷了水,肥皂和特定型別的油。 有機化學領域的進步導致了更好的替代化合物的開發,例如季銨鹽,特別是二氫化牛脂烷基二甲基氯化銨(DHTDMAC),最近,酯季銨鹽和聚二甲基矽氧烷(PDMS)。

季銨陽離子(通常稱為季銨鹽)本質上是在其心臟處帶有帶正電的氮原子的銨鹽,與4種不同的有機化合物結合。 因此,它們可以分為兩半,一個是不溶於水的(疏水和脂肪性質的)烴端,另一個是帶正電的水溶性頭。 由於大多數季銨化合物分子是疏水的,因此新增乳化劑有助於滲透溼織物並達到穩定的目的。

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當前,在織物柔軟劑中使用三種不同型別的乳化劑,即微乳液,大乳液和乳液聚合物。 根據要達到的織物滲透/沉積水平,新增每種乳化劑。 微乳液允許深入滲透到纖維中,而大乳液和乳液聚合物僅沉積在外表面上。

進入織物內部後,季銨鹽的帶正電荷的纖芯透過與帶負電荷的纖維粘合來中和靜電附著。 在此過程中,原來捲曲的線變直,並且分子厚的季銨化合物塗層沉積在外部纖維上。 由於季銨鹽中烴鏈的脂肪端,該塗層基本上起潤滑層的作用。 因此,該層有助於蓬鬆和柔軟的材料,並使熨燙過程特別容易。

除了季銨鹽和乳化劑外,還添加了其他化學成分和防腐劑,以增強顏色,讓衣服散發出清新芳香的味道。

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圖注:僅用洗滌劑洗滌時的織物線(左)與用洗滌劑+織物柔軟劑處理時的織物線(右)對比。

DHTDMAC是傳統的織物柔軟劑中使用的季銨鹽,降解非常緩慢,導致環境問題,因此被可生物降解的替代酯基季銨鹽取代。然而,酯基季銨鹽也有一些缺點,酯基季銨鹽中長烴鏈的疏水性導致毛巾和尿布等物品的吸收能力下降。後來,製造商找到了解決方案,可以在他們的溶液中新增合成矽化合物,如PDMS,胺和醯胺矽酮,矽膠膠等。

關於柔軟劑的另一個非常常見的問題是,為什麼它們不能/不應該與洗滌劑一起新增。由於大多數織物柔軟劑含有陽離子化合物(帶正電離子的化合物)和洗衣洗滌劑是陰離子(帶負電離子的化合物),兩者可以反應形成不需要的沉澱物。但是,陰離子織物柔軟劑的情況不同,陰離子織物柔軟劑可以新增到洗滌劑中。

最後的話

現在,反駁我自己的話,使用織物柔軟劑可能並不總是必要或建議的。面板非常敏感的人在穿著用織物柔軟劑處理過的衣服時容易患皮炎(面板炎症)。不幸的是,織物柔軟劑中的成分也會導致頭痛和頭暈,以及其他一些非常嚴重的健康問題,如哮喘和癌症。

研究進一步表明,衣服經過織物柔軟劑處理後,也更容易被點燃。從環境的角度來看,軟化劑含有一種從動物脂肪中提取的成分,而許多用於軟化劑的化學物質有毒,對海洋生物有害。